加氢流程叙述

1 概述

易高环保能源研究院有限公司生物油脂及废弃油品制清洁燃料项目15 万吨/年生物油脂加氢装置以经过催化蒸馏的生物油脂为原料，经过催化加氢反应进行脱硫、脱氮、

烯烃饱和、脱氧，生产清洁石脑油和柴油组分。装置低分气及汽提塔顶气至装置外脱硫。

2 工艺原理及特点

2.1 加氢精制过程的主要反应

加氢精制采用固定床催化工艺，在适当的温度、压力下，原料油和氢气在催化剂作用下进行反应，主要目的是脱除油品中的硫、氮、氧等杂元素和金属杂质。以改善油品

的质量。对二次加工油品来说，还包括使烯烃、二烯烃饱和以提高油品的安定性，被处

理的原料的平均分子量及烃类分子的骨架结构只发生极小的变化。

1）加氢脱硫反应

脱硫反应是原料油中的硫醇、二硫化物、噻吩与氢气进行反应生成烃类和硫化氢。2）加氢脱氮反应

石油馏分中的含氮化合物主要是吡咯类和吡啶类的氮杂环化合物，也含有少量的胺类和腈类，它们经加氢脱氮后产生烃类和氨，例如：

由于吡咯和吡啶都具有芳香性，其结构相当稳定，所以此类化合物中的氮是较难脱除的。

3）加氢脱氧反应

石油中各类含氧化合物的加氢脱氧的反应主要有：

其中以呋喃的加氢脱氧最为困难。

4）加氢脱金属反应

石油中的微量金属是与硫、氮、氧等杂原子以化合或络合状态存在的，所以，在加氢脱硫脱氮、脱氧的同时，也会脱去金属。

5）不饱和烃的加氢

石油热加工产物中含有相当多的烯烃和二烯烃，其性质不稳定，借助加氢可使其双键饱和，其反应如下：

此外，在加氢精制过程中，稠环芳烃也会发生部分加氢饱和反应，但由于加氢精制的反应条件一般比较缓和，所以其转化率较低。

加氢精制的上述各类反应的反应速率一般认为是按下列顺序依次降低：

脱金属＞二烯烃饱和＞脱硫＞脱氧＞单烯烃饱和＞脱氮＞芳烃饱和

2.2 加氢精制反应特点

加氢精制过程为放热反应；消耗氢气；体积缩小。

1）对含硫、氧、氮的化合物而言，顺序是：S→O→N 碱性氮化物，依次困难。2）对于含硫化合物而言，硫醇易于硫醚，环状易于链状，同类硫化物，分子量小易于

分子量大。

3）烯烃比多环芳烃易加氢，芳烃中，环数愈多愈易加氢，随着多环芳烃被饱和，加氢

越来越困难。

3 工艺流程描述

3.1 反应部分

原料油自装置外来，在原料油缓冲罐（V-101）液位和进料流量串级控制下，经原料油过滤器（SR-101）除去原料中大于25 微米的颗粒后进入原料油缓冲罐

（V-101）。

V-101 采用燃料气保护，使原料油不接触空气。

自原料油缓冲罐（V-101）来的原料油经加氢进料泵（P-101A/B）升压后，在流量控制下与混合氢混合作为反应进料。为防止和减少后续设备及管线结垢，在V-101 和

P-101A/B 入口管线之间注入阻垢剂。混合后的反应进料经反应流出物/保护反应器进料

换热器（E-101A/B）与反应流出物换热后进入保护反应器（R-101），R-101 内设一个

催化剂床层，在较低温度下对原料油进行选择性加氢，脱除二烯烃和含氧化合物等易生

焦物质。保护反应器产物经反应流出物/保护反应器产物换热器（E-102）换热至反应所

需温度后，进入加氢精制反应器（R-102），在催化剂作用下进行加氢脱硫、脱氮及脱

酸等精制反应。R-102 内设三个催化剂床层，床层间设有注急冷氢设施。自R-102 出来

的反应流出物经反应加热炉（F-101）后经反应流出物/保护反应器产物换热器

（E-102）

与保护反应器产物换热，通过调节E-102 旁路控制R-102 入口温度。反应进料加热炉

（F-101）仅在开工硫化时加热混合进料，正常操作时F-101 无负荷。

反应流出物然后经反应流出物/汽提塔底油换热器（E-103A/B）、反应流出物/低分油换热器（E-104）、反应流出物空冷器（A-101）换热、冷却至50℃进入高压分离器

（V-102）。为了防止反应流出物在冷却过程中析出铵盐，堵塞管道和设备，通过注水

泵将脱盐水注至A-101 上游侧的管道中。冷却后的反应流出物在V-102 中进行油、气、

水三相分离，顶部出来的循环氢经循环氢压缩机入口分液罐（V-105）分液后进入循环

氢压缩机（C-102A/B）升压，然后分成两路：一路与来自新氢压缩机（C-101A/B）出

口的新氢混合成为混合氢；另一路作为急冷氢至加氢精制反应器。

V-102 底部排出的含硫污水及高分油分别在液位控制下，进入低压分离器（V-103）进行油、气、水三相分离。自V-103 下部出来的含硫污水与分馏部分汽提塔顶回流罐

（V-201）排出的含硫污水合并后送出装置；低分油经柴油/低分油换热器（E-201）、反应流出物/低分油换热器（E-104）加热后进入分馏部分汽提塔（T-201），低分气与

分馏部分汽提塔顶气合并后送至装置外。

自装置外来的新氢进入新氢压缩机入口分液罐（V-106）分液后，经C-101A/B 二级升压后与C-102A/B 出口的循环氢混合成为混合氢。

3.2 分馏部分

分馏部分为双塔汽提流程。加热后的低分油进入汽提塔（T-201）第4 层塔盘，该塔采用1.0MPa 低压蒸汽汽提。T-201 塔顶油气经汽提塔顶空冷器（A-201）冷凝、冷

却至40℃进入汽提塔顶回流罐（V-201）进行油、气、水三相分离。油相经汽提塔顶回

流泵（P-201A/B）升压后全部作为塔顶回流。含硫干气送装置外脱硫；含硫污水送装置

外。为了抑制硫化氢对塔顶管线和冷换设备的腐蚀，在T-201 塔顶管线注入缓蚀剂。T-201 塔底油经反应流出物/汽提塔底油换热器（E-103A/B）换热后进入分馏塔

（T-202）第14 层塔板，塔底由重沸炉供热。T-202 塔顶油气经分馏塔顶气/热水换热

器（E-202）、分馏塔顶空冷器（A-202）冷凝、冷却后，进入分馏塔顶回流罐（V-202）进行油、水分离，V-202 采用燃料气气封。油相经分馏塔顶回流泵（P-202A/B）升压后

分为两路：一部分作为塔顶回流；一部分在V-202 液位控制下作为石脑油产品送出装置。

V-202 底部的含油污水经分馏塔顶含油污水泵（P-203A/B）升压后作为反应注水回用，

送至进入注水罐（V-109），如水质达不到反应注水要求则通过地漏排入含油污水管网。

T-202 塔底油一部分经分馏塔底重沸炉泵（P-204A/B）升压，经分馏塔底重沸炉（F-201）加热后返塔；另一部分由柴油泵（P-203A/B）升压后，经柴油/蒸汽发生